調光型ＬＥＤ照明器具
【課題】照明器具内の人感センサと周辺環境照度センサを利用して点灯時の明るさを切り替えて点灯させることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具を提供することである。
【解決手段】１つ以上のＬＥＤによる照明用ＬＥＤ群を備え、周囲照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、照明用ＬＥＤ群を所定の低い輝度で点灯させる第１の点灯制御部と、所定の低い輝度での点灯状態で、人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群を所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、所定期間を経過すると照明用ＬＥＤ群を元の所定の低い輝度で点灯させる第３の点灯制御部とを含む点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備する。
【解決手段】１つ以上のＬＥＤによる照明用ＬＥＤ群を備え、周囲照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、照明用ＬＥＤ群を所定の低い輝度で点灯させる第１の点灯制御部と、所定の低い輝度での点灯状態で、人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群を所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、所定期間を経過すると照明用ＬＥＤ群を元の所定の低い輝度で点灯させる第３の点灯制御部とを含む点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具内の人感センサと周辺環境照度センサを利用して点灯時の明るさを切り替えて点灯させることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤに流れる電流値を変えずに電流を流す期間をコントロールすることでＬＥＤの点灯輝度を可変するパルス幅変調(ＰＷＭ)による制御技術は周知であり、この技術を応用したＬＥＤ照明器具は既に市販されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１０９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
市販されているＬＥＤ照明器具の点灯時の明るさを変えたい時は、一般に赤外線リモコン等の操作にて行われている。このため、照明器具の近辺に常時赤外線リモコンを用意して置かなければならないという不便さがあった。
【０００５】
この問題を解消するために、本発明は、照明器具内に実装されている人感センサと周辺環境照度センサを利用して、ＬＥＤの点灯時の明るさを切り替えて点灯させることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。さらに、本発明は、点灯時の明るさを切り替える際、赤外線リモコン等の器具を用いることなく、機器組み込みの照度センサ等々の部品を利用して指示して簡単に照明器具の点灯時の明るさを切り替えることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による調光型ＬＥＤ照明器具は、少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の低い輝度で点灯させる第１の点灯制御部と、前記所定の低い輝度で点灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の前記所定の低い輝度で点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備したものである。
【０００７】
本発明の他の態様による調光型ＬＥＤ照明器具は、少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、前記人感センサによって人を検知しないときは、前記照明用ＬＥＤ群を消灯状態とさせる第１の点灯制御部と、前記照明用ＬＥＤ群が消灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の消灯状態に戻す第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備したものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成の一例を示す図。
【図２】第１の実施形態の人感切替点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における制御部であるマイコンの制御プログラムを説明するフローチャート。
【図３】図２におけるＰＤタッチのルーチンを説明するフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態の人感点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における制御部であるマイコンの制御プログラムを説明するフローチャート。
【図５】図４におけるＰＤタッチのルーチンを説明するフローチャート。
【図６】図６乃至図１１は既出願の照度センサによる照明点灯制御方法を説明する図であり、図６は照明器具における一般的な外光取り入れ口の構成例を示す図。
【図７】フォトダイオードを利用した照度センサの照度対光電流の特性を示す図。
【図８】フォトダイオードを利用した照度センサの照度計測回路の構成を示す図。
【図９】フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、照度変化特性を示す図。
【図１０】フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、詳細な照度変化特性を示す図。
【図１１】照度センサの照度変化特性から、センサ正面を人体や物体が比較的長時間塞いだような状態と区別して、外光取り入れ口を人が操作目的で指で塞いだ状態を識別判定する方法の一例を説明する図。
【図１２】本発明の第４の実施形態を実現するための機械的スイッチの接続構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図６乃至図１１は、以下に述べる本発明の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の基礎となる技術を説明する図である。図６は従来の構成例でもあるが、本発明の第１の実施形態においても、一般的な構成例として採用している。この基礎となる技術は、ＬＥＤに流す電流のパルス幅のデューティ比を変えて調光制御する際に、照度センサの外光取り入れ口(採光部とも呼ぶ)を指先で一定時間押さえ、照度センサに外光を遮蔽する行為を行うことによって調光指令とする例も含んでいる（ＰＤタッチと呼称し、本技術は特願２０１０−２２９０２２号明細書(未公開)に記載されている）。
【００１０】
図６において、(a)は照明器具の正面図の一部を示し、(b)は(a)のＡ−Ａ線断面図を示している。外光は化粧板５２に空けた丸穴に挿着された外光導入ガイド５１を通過してプリント基板５３上の照度センサＩＣ4に受光される。
【００１１】
図７はフォトダイオードを利用した照度センサの照度対光電流の特性を示す。照度センサＩＣ4の出力端子に図８のように抵抗ＲLを接続し、照度センサＩＣ4のカソードを電源Ｖddに接続すると、抵抗ＲLの両端には周辺照度に比例した出力が発生し、この出力をマイコンＩＣ3のＡＤ変換入力端子に接続する。
【００１２】
実際の照明器具では図６に示すように照度センサＩＣ4が取り付けられており、照度センサＩＣ4の上部に円柱形のアクリル樹脂５１が装着され、照明器具の外部の周辺の光が照度センサＩＣ4に取り込まれるようになっている。円柱形のアクリル樹脂５１を含む外光取り込れ口の上部を指等で塞ぐと図９のように照度センサＩＣ4の出力は大きく変化する。
【００１３】
マイコンＩＣ3のＡＤ変換サイクル(ＡＤ変換のサンプリング周期と同義)をＴad秒とすると１秒間に１／Ｔad回照度センサＩＣ4の出力がＡＤ変換される。図１０は、フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、照度変化特性の状態を示している。同図で‘イ’の状態が照度センサＩＣ4を指で塞ぐ前の状態とし、‘ロ’が完全に塞がれて照度センサの出力が最低値を示す状態で、‘ハ’は指が離され元の状態に戻った状態を示す。
【００１４】
‘イ’の状態から一定以上の電圧変化が発生したら、照度センサの外光取り入れ口が指で塞がれ、その後外光取り入れ口の状態が元に復帰された状態をマイコンＩＣ3のＡＤ変換値を処理しその結果を見ることによって、なんらかの動作を指示する指令信号とすることができる。このようにすれば、照明器具に操作用のツマミ類が無くても、指操作に基づく照度センサ出力の独特の変化特性(図９参照)から、照明器具の点灯状態を変化させる指令(コマンド)となる制御信号を得ることが可能となる。
【００１５】
図１０からも分かるように、各サイクル毎のＡＤ変換データを比較しただけでは．ゆっくりとした照度センサの出力変化を判断できない。そこで、ＡＤ変換データをｎ個保持する即ち、現時点ｔ＝０時からｔ＝ｎ／Ｔad前の過去のＡＤ変換データまでをマイコンＩＣ3のＲＡＭ領域に記憶させて、毎サイクル毎に１つ前のサイクルの古いデータを順送りにシフトして上書きする。このようにすれば、常に現時点からｎ／Tad時間前までのｎ個のデータが保存される。ここで各サイクル毎にｔ＝０とｔ＝−ｎ／Ｔadの両端のデータを比較して両端のデータの差が一定値を超せば、照度センサＩＣ4の出力が急変したと判断することが可能である。外光取り入れ口を人が操作目的で比較的短時間指で塞いだ時は、照度センサＩＣ4の出力が急変するので、これによって人が操作目的で外光取り入れ口を指で塞いだと判定可能であることを、図１１を参照しながら以下に説明する。
【００１６】
図１１は、照度センサの照度変化特性から、センサ正面を人体や物体が比較的長時間塞いだような状態と区別して、外光取り入れ口を人が操作目的で指で塞いだ状態を識別判定する方法の一例を説明する図である。今、照度センサの外光取り入れロに指を近づけた時点を(1)とすると、この時点ではＡＤ変換データをｎ個保持する期間(即ち、ｔ＝０とｔ＝−ｎ／Ｔad)の両端のデータの差は殆ど無い。更に指が外光取り入れ口に近づき、照度センサの出力が大きく落ち込み始めた時点を(2)とすると、この時点での両端のデータの差も一定値以下だったとすると、マイコンＩＣ3の出力には変化が生じない(つまり、マイコンＩＣ3からは決められた指令を出力することはない)。更に、指が外光取り入れ口をほぼ完全に塞ぎはじめた時点を(3)とすると、この時点では両端のデータの差が一定値を越す。この時の−ｎ／Ｔad時のデータを保存しておく。またマイコンのタイマ機能を動作させて−ｎ／Ｔad時のデータとほぼ一致するまでの時間を計測する。外光取り入れ口の指が離れると照度センサＩＣ4の出力は復帰状態となる。図１１の(4)が復帰した時点とし、(3)から(4)間の経過時間が比較的短時間ｔ秒(例えば２秒)であれば、明らかに照度センサＩＣ4が指等で意識的に塞がれたと判定できる。このように、ＡＤ変換データ処理(センサ出力の急激な降下検出)と復帰までの経過時間の制約を満足したら、マイコンＩＣ3は照度センサＩＣ4が指で塞がれたと判断し、マイコンＩＣ3は決められた動作出力(指令信号)を立ち上げることになる。
【００１７】
即ち、照度センサＩＣ4の出力変動を現時点のＡＤ変換データとｎ／Ｔad時間前のＡＤ変換データとの差で検定することでその差が一定値を超えたとの判定と、所定のｔ秒程度の短時間で元の値に戻ったとの判定ができれば、操作目的の照度変化特性が検出されたとして所定のコマンドを立ち上げることが確実に行える。
【００１８】
このように、照度センサを利用してツマミ類を一切必要としないで、マイコンに調光指示等の命令入力(コマンド)を与えることができる照度センサによる照明点灯制御方法を実現することができる。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成の一例を示す図である。図１に示す調光型ＬＥＤ照明器具１００は、電源部１０と、照明用ＬＥＤ群２０と、マイコンを含む制御部３０と、センサ部４０とを備えている。
【００２０】
電源部１０は、交流直流変換回路１１と、安定化直流電圧生成回路１２と、定電圧電源生成回路１３とを備えている。
センサ部４０は、人感センサ回路４１と、照度センサ回路４２とを備えている。
【００２１】
電源部１０には、交流電源（ＡＣ）１００Ｖの交流電源入力端子０，１が配設され、かつ直流電源出力端子Ｖ27，Ｖ5，ＧＮＤが配設されている。ＧＮＤは基準電位点としてのグランド端子である。
交流直流変換回路１１は、交流電源(ＡＣ)１００Ｖを全波整流ダイオードブリッジＤＢにて全波整流して交流を直流に変換する回路である。ＡＣラインフィルタＬ1およびコンデンサＣ１はＥＭＩ(電磁干渉)除去フィルタである。ＺＮＲは雷等で発生する過電圧による電子部品保護のために用いられるサージ吸収素子である。
【００２２】
安定化直流電圧生成回路１２は、フライバックトランスＴＲを用いたスイッチングレギュレータ回路であって、スイッチング回路ＩＣ１内には高耐圧型のパワーＭＯＳトランジスタが内蔵され、トランスＴＲの１次側の直流電圧を約１００ＫＨｚでスイッチングしており、トランスＴＲの２次側のファーストリカバリダイオードＤ１で整流された直流電圧を定電圧ダイオードＺＤと該定電圧ダイオードのアノード側に直列接続されたフォトカプラＰＣにてスイッチング回路ＩＣ１の発信周波数を制御することによって定電庄ダイオードＺＤで設定された一定の直流電圧がトランスＴＲの２次側に得られる。この２次側の直流電圧は負荷となる照明用ＬＥＤ群２０の直列接続されたＬＥＤの数に応じて定電庄ダイオードＺＤを選択することによって得られる。例えば照明用ＬＥＤ群２０の１つのＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの値が３．３Ｖの場合で８個直列接続されている場合は３．３×８＝２６．４Ｖの印加電庄が必要となる。この場合、定電庄ダイオードＺＤとして電圧２７Ｖを選択すればＴＲ２次側出力は２７Ｖとなり、ＬＥＤ群２０を点灯することが可能となる。トランスＴＲの１次側のダイオード回路Ｄ２は、高耐圧のファーストリカバリーダイオードと２００Ｖの定電庄ダイオードが各々のカソード同士が直接接続されて構成されており、スイッチング回路ＩＣ１のパワーＭＯＳトランジスタがオフ時にトランスＴＲの１次側に発生する電磁エネルギーによって当該パワーＭＯＳトランジスタが破壊されるのを防止するためのパワークランパとして機能する。
【００２３】
定電圧電源生成回路１３は、マイコンＩＣ3，人感センサ回路４１，及び照度センサ回路４２に定電圧電源を供給するための電圧生成回路である。ＩＣ２はプログラマブル・シャント・レギュレータであって、トランジスタＱ１のベース電圧を５Ｖに設定することでトランジスタＱ１の出力としてほぼ５Ｖの定電圧を得て、上述の３つの回路(ＩＣ3，４１，４２)に対する電源としている。
【００２４】
照明用ＬＥＤ群２０は、複数個直列に接続されたＬＥＤの組が一組以上並列接続されたＬＥＤ群と、これらの並列接続ＬＥＤ群に直列に接続したスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ2とを含んで構成されている。なお、ＬＥＤ群２０は１つのＬＥＤであってもよい。スイッチングトランジスタＱ2は例えばパワーＭＯＳトランジスタが用いられる。パワーＭＯＳトランジスタは直接マイコンＩＣ3でドライブできるメリットがある。
【００２５】
スイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ2は照明用ＬＥＤ群２０の明るさを制御するためのトランジスタであって、トランジスタＱ2のゲートに供給するスイッチングパルス幅のデューティ比を可変することにより、明るさを可変即ち調光したり、後述のフェードイン点灯、またはフェードアウト点灯を行うことができる。
【００２６】
制御部３０は、マイコンＩＣ3と、マイコンＩＣ3に接続されていて、人感センサＰＥＤでスイッチオンする閾値の点灯照度を切り替えるためのスイッチＳＷ2と、マイコンＩＣ3に接続されていて、人感センサＰＥＤが人を検知後にＬＥＤ群２０を点灯させるタイマー時間の切り替えを行うためのスイッチＳＷ3とを備えている。マイコンＩＣ3には、人感センサ出力信号と照度センサ出力信号が直接人力されている。マイコンＩＣ3では、人感信号の有意性や照度センサの出力値の判定のため各入力はＡＤ変換され、所定の閾値と比較される。スイッチＳＷ2は点灯照度切替えスイッチであって、ＬＥＤ点灯照度の閾値を外部操作スイッチを用いて切り替え可能としている。スイッチＳＷ2がオン時は周辺環境照度が明照度の所定値(例えば３０ＬＸ)以下でＬＥＤを点灯させるように設定し、オフの場合は、暗照度の所定値(例えば１０ＬＸ)以下でＬＥＤを点灯させるように設定することにより、ユーザはＬＥＤ照明器具の設置される環境に応じて二種類の暗さレベルを表す有効な閾値を選択することができる。
【００２７】
スイッチＳＷ3は人感センサＰＥＤが人を検知したときのＬＥＤ点灯時間を選択するスイッチであって、本実施形態では例えば４ビットのデジタル型ロータリースイッチを使用した場合を示している。なお、点灯時間の設定は、デジタル型ロータリースイッチのほかに、可変抵抗器ＶＲであったり、スライドスイッチを使用して一定の時間を選択する方法もある。
【００２８】
制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が低い輝度で点灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い一定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の低い輝度で点灯するように制御する点灯制御部と、照度センサＩＣ4の出力を監視し、その出力が急変することを捉えて照明用ＬＥＤ群２０の前記低い輝度を変更するコマンドを生成する点灯状態設定部と、を備えている。
【００２９】
人感センサ回路４１は焦電センサを用いて構成されている。人感センサＰＥＤとしての焦電センサは人体の放出する赤外線を選択的に取り込み、その結果センサに発生した電荷を電流に変え、内部に実装された電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)で電圧変換された信号を２段の増幅部で６０〜７０ｄｂ程度増幅し、その出力はマイコンＩＣ3のＡＤ変換人力端子に接続される。
【００３０】
人感センサＰＥＤは、第１〜第３の３本の端子を備えており、第１の端子には前記定電圧電源生成回路１３の出力端子Ｖ5の出力電圧を抵抗Ｒ8を介して接続し、第２の端子には基準電位ＧＮＤのラインが接続し、第３の端子からは、熱線を検出した時にこれに対応した微弱な検知電圧がセンサ出力として出力される。センサ出力は、抵抗Ｒ9と、抵抗Ｒ10及びコンデンサＣ6の並列回路からなる入力回路を経てオペアンプＯＰ1，コンデンサＣ8，Ｃ7，抵抗Ｒ12，Ｒ11からなる第１段増幅部で増幅され、さらにコンデンサＣ9，抵抗Ｒ13，オペアンプＯＰ2，コンデンサＣ10，抵抗Ｒ14，抵抗Ｒ15，抵抗Ｒ16からなる第２段増幅部で増幅されることによって数千倍に増幅出力される。
【００３１】
照度センサ回路４２はフォトダイオードと電流増幅回路を有するＩＣ型照度センサＩＣ4を利用した回路であって、照度センサＩＣ4の負荷の抵抗ＲＬの両端の電圧は先述のマイコンＩＣ3のＡＤ変換人力端子に接続される。照度センサＩＣ4は周辺の明るさが明るい程センサの出力電流が増加するタイプである。
【００３２】
調光型ＬＥＤ照明器具１００は、マイコンＩＣ3の接続されたスイッチＳＷ１がオフの場合、人感センサ回路４１の人感出力有りで照明用ＬＥＤ群２０の点灯輝度が予め設定された低い所定輝度から高い所定輝度に切り替えられるものである。
【００３３】
照度センサ回路４２の出力が明照度の所定値(例えば３０ＬＸ)以下になった時点で設定された明るさ(輝度)でＬＥＤ群２０が点灯する。例えば照明用ＬＥＤ群２０がデューティ比２５％の明るさで点灯しているとき、人感センサ回路４１で人を検知すると、ＬＥＤ群２０がデューティ比１００％の明るさで、マイコンＩＣ3に接続されたスイッチＳＷ3で設定されたタイマ時間だけ点灯し、タイムアップ後再び元の２５％の明るさで点灯する。３０ＬＸ以下で常時点灯するＬＥＤ群２０の明るさは照度センサ回路４２の照度センサの外光取り入れ口(即ち照度センサ用採光部)を指で一定時間押さえること(ＰＤタッチ)で変更可能であり、変更後のＬＥＤ群２０の点灯輝度を確認して変更を容易に完了することができる。
【００３４】
次に、図２及び図３を参照してマイコンの制御動作を説明する。
図２は第１の実施形態の人感切替点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における、制御部としてのマイコンの制御プログラムのフローチャートの一例を示している。
まず、１５秒間、全点灯するウォーミング(白色点灯)を行う(ステップＳ1)。
【００３５】
次に、ウォーミング後、予め設定されている調光レベルによる最終記憶調光点灯を一定時間行う(ステップＳ2)。このときのステップＳ2の機能は第１の点灯制御部を構成している。ここで、最終記憶調光点灯とは、ＬＥＤ照明器具を購入して初めての電源投入時(初期状態)では１００％点灯するが、本制御フローを少なくとも一巡する過程でＰＤタッチによる電源投入後の常時の照明用ＬＥＤ群２０の点灯明るさを調光設定して点灯させるとき(例えば常夜灯として使用するとき)には、マイコンＩＣ3内のメモリにはＰＤタッチに基づいた指示によって調光設定レベルを例えば２５％点灯の明るさレベルに設定して調光点灯することができる。調光設定とは、ＰＤタッチによりワンタッチごとに、例えば１０％、２５％、５０％、１００％から順にいずれかの明るさレベルが設定可能である(但し、購入時の初期設定は１００％としてある)ことをいう。
【００３６】
このように電源投入時に予め設定してある例えば２５％点灯で設定調光点灯した状態で、次のステップＳ3に移行する。ステップＳ3では、点灯照度切替えスイッチＳＷ2で人感動作を開始するために必要な暗さの周辺環境照度(閾値)を複数個(図では２つ)の中から適宜に切り替える設定を行う。
【００３７】
点灯照度切替えスイッチＳＷ2がオンに設定された時は、周辺環境照度が明照度の所定値(３０ＬＸ)以下(ステップＳ4)で照明用ＬＥＤ群２０を点灯させ、スイッチＳＷ2がオフに設定された時は、周辺環境照度が暗照度の所定値(１０ＬＸ)以下(ステップＳ5)でＬＥＤを点灯させるように、ＬＥＤ照明器具１００の設置される環境で有効な閾値の照度を選択できる。
【００３８】
ステップＳ4又はステップＳ5で明照度所定値以下か暗照度所定値以下かの一方が選択された後に、その選択感度(閾値)で人感検知が行われる(ステップＳ6)と、ステップＳ2での低い輝度点灯(例えば２５％調光点灯)の状態から高い輝度点灯(例えば調光１００％点灯)に切り替わる(ステップＳ7)。
【００３９】
ステップＳ7の調光１００％点灯の実行と同時にタイマがスタートする(ステップＳ8)。このときのタイマ時間は、例えばロータリスイッチを用いて設定可能であり、タイマ設定時間としては例えば１，５，１０，２０，３０，４０，５０，６０分のいずれかが選択可能となっている。
【００４０】
そして、ステップＳ9で、人感検知時にタイマがスタートしてから予め設定したタイマ時間に達したか否かを判定する。ステップＳ9で、タイムアップする前の状態で人が近くに居ると、人感センサは人感検知を行い(ステップＳ11)、これによってマイコンはリトリガされて、再度タイマをリセットして(ステップＳ12)、調光１００％点灯を持続可能とする。このときのステップＳ3〜Ｓ9，Ｓ11及びＳ12の機能は、第２の点灯制御部を構成している。
【００４１】
ステップＳ9で、タイムアップしていれば、照明負荷としてのＬＥＤ群２０を元の設定調光状態である低い輝度での点灯(２５％調光点灯)に戻す(ステップＳ10)。このときのステップＳ9及びＳ10の機能は、第３の点灯制御部を構成している。
【００４２】
一方、ステップＳ4，Ｓ5で周辺照度が予め設定した閾値の照度以下になっていない状態では、ＬＥＤは消灯する。ユーザによるＰＤタッチがなされると(ステップＳ13)、ステップＳ14の動作へ進む。ステップＳ14での動作は、ＰＤタッチ前の設定調光レベルから調光リングに従いワンステップ分ずつの調光切り替えが行われる。例えば現時点の低い輝度点灯(２５％調光点灯)から高い輝度点灯(５０％調光点灯)に切り替えられて、その切り替えられた調光点灯で点灯する(ステップＳ15)。このときのステップＳ13〜Ｓ15の機能は、点灯状態設定部を構成している。なお、ステップＳ17では、ＰＤタッチが所定時間内であれば、ＰＤタッチの度にリング式に例えば２５％，５０％，１００％が順次に選択され、選択された明るさで点灯させることも可能である。
【００４３】
図３は図２におけるＰＤタッチルーチンＳ15のフローチャートの一例を示している。このフローチャートは、図１１の説明に関連した動作である。
現時点のＡＤ変換データの値と現時点から−１０／Ｔad前のＡＤ変換データの値(Ｔad：ＡＤ変換のサンプリング周期)とのＡＤ電圧差が、０．５Ｖより小さいか否かを判定する(ステップＳ21)。ステップＳ21でノーであれば、ＡＤ電圧差が０．５Ｖ以上あり、照度センサＩＣ4の出力が急変したことを表しているから、ステップＳ22〜Ｓ27のＰＤ成功を判定するループを巡回して、ステップＳ27からステップＳ22に戻ったところでＰＤ成功が確認されれば、ＰＤタッチ成功(イエス)として、ステップＳ28に移行してＰＤフラグを1とし、ステップＳ29へ進む。なお、ステップＳ21でＡＤ電圧差が、０．５Ｖより小さければ、照度センサ出力が急変していない即ちＰＤタッチではないとして、図２のメインフローへリターンする。
【００４４】
ステップＳ29では、照度センサの外光取り入れ口での光の具合による照度センサに対する影響を防ぐために、１．５秒間は照度センサの検知動作を停止(マスキング)し、かつＰＤタッチによる指操作の判定に用いるためにメモリ保存していた照度値の１０個分のＡＤ変換サンプリング値をリセットする。そして、図２のメインフローへリターンする。
【００４５】
一方、ステップＳ22でＰＤタッチが不成立であれば、ステップＳ23へ進む。ステップＳ23では現在のＡＤ変換値の電圧が０．３Ｖより小さいか否かを判定する。０．３Ｖは図１１に示したＰＤタッチ時の照度変化特性のセンサ出力値の凹状曲線の底部電圧に相当する値であり、現在のＡＤ変換値が０．３Ｖより小さいときはＰＤタッチが正常に行われているので、現在操作している人が人感検知されるかどうかを確認するために人感センサによる人感検知を行った後に次ステップＳ25へ進む。
【００４６】
ステップＳ25で、人感検知が行われると、現時点のＡＤ変換値が現時点から１０個前のＡＤ変換値よりも５回連続して大きいことを確認する(ステップＳ28)。ステップＳ28では、図１１のＰＤタッチ特性グラフから分かるように、その照度変化特性曲線(横軸に時間、縦軸に照度センサ値をとった凹状曲線)の凹底部の時点から時間経過と共に上がっていく特性部分(元の照度レベルに戻る部分)にきていることが分かるので、図３に示すフロー上のステップＳ25をＳ27，Ｓ22〜Ｓ24を通るループで複数回巡回する過程で、現在のＡＤ変換値＞１０個前のＡＤ変換値 の関係を５回連続して確認している(ステップＳ28)。
【００４７】
ステップＳ25で５回連続の成立が確認できれば、ＰＤタッチが成功した(ステップＳ26)とし、次のＰＤタッチ処理における経過時間ｔ(ここでは２秒に設定している、図１１におけるｔに同じ)を経過したか否かを判定し(ステップＳ27)、２秒経過していれば、図２のメインフローへリターンする。
【００４８】
さて、本発明の実施形態では、周囲に人が居るか否かを検知する人感センサを備え、この人感センサの検知動作を周囲環境照度に基づいて制御するために照度センサが設けられている。
調光型ＬＥＤ照明器具が低い照度で点灯している状態で、人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は人感センサが照明負荷を高い輝度で点灯(例えば１００％点灯)し、所定時間経過後は元の低い輝度で点灯できるように制御する。すなわち、電源スイッチのオンで、照明負荷であるＬＥＤを予め設定した低照度の点灯(例えば２５％点灯)の状態で点灯し、人が来たことを人感センサで検知したときにＬＥＤ群を１００％点灯の明るさで点灯させ、所定のタイマ時間を経過すると元の低輝度の点灯状態に戻るように制御する。この制御方法のことを、第１の点灯状態(例えば２５％点灯)から、人感検知時に第２の点灯状態(１００％点灯)に切り替えるということから人感切替点灯式と呼ぶ。この制御方式は、夜間などの照明、例えば、常夜灯として利用することができるものである。
【００４９】
或いは、もう１つの制御方式として、人感センサは周囲環境照度がある照度値以下で人を検知する人感検知動作を開始できるように制御されていて、人が居ないときは人を検知せず照明負荷であるＬＥＤを消灯状態のままとし、人が来て人感検知したときにＬＥＤを予め設定した設定状態の明るさで所定時間点灯させ、所定時間経過後は元の消灯状態に戻るように制御する。この制御方式を、人感で点灯，消灯するということから人感点灯式と呼ぶ。
【００５０】
[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１の第１の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例と同じであるため、図示を省略する。
【００５１】
本第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の調光型ＬＥＤ照明器具の制御動作が人感切替点灯式であったのに対して、本第２の実施形態の調光型ＬＥＤ照明器具の制御動作は人感点灯式となっていることである。従って、本第２の実施形態と第１の実施形態とは、制御部であるマイコンの制御プログラムが互いに異なってくる。
【００５２】
制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が消灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い一定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の消灯状態とするように制御する点灯制御部と、照度センサの出力ＩＣ4を監視し、その出力が急変することを捉えて照明用ＬＥＤ群２０の前記高い一定輝度を変更するコマンドを生成する点灯状態設定部と、を備えている。
【００５３】
制御部３０の制御動作について説明する。
制御部３０におけるマイコンＩＣ3に接続されたスイッチＳＷ１をオンにすると、常時ＬＥＤ群２０は消灯していて、人感センサ回路４１で人を検知し、制御部３０のスイッチＳＷ２で予め選択されている点灯照度以下であれば、ＬＥＤ群２０が点灯する。このとき、ＬＥＤ群２０の点灯は予め選択されたＰＷＭパルスのデューティ比で点灯、つまり調光点灯する。その明るさを変更したければ ＰＤタッチで指示すると、調光度(明るさレベル)がリング式に順次に容易に変更できる。このとき変更後のＰＷＭパルスデューティ比が次回以降再現される。
【００５４】
ＬＥＤ群２０の点灯時間はスイッチＳＷ３で選択されたタイマ時間だけ点灯し、タイムアップ後は消灯する。
【００５５】
図４は第２の実施形態の人感点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における、制御部としてのマイコンの制御プログラムのフローチャートの一例を示している。
まず、ステップＳ41で、全点灯を１５秒間実施後に全消灯するウォーミング(白色点灯)を行う。
そして、点灯照度切替えスイッチＳＷ2によって、スイッチＳＷ2がオンしているときは周辺環境照度が明照度所定値(例えば３０ＬＸ)以下(ステップＳ43)でＬＥＤ群２０が点灯され、スイッチＳＷ2がオフしているときは、周辺環境照度が暗照度所定値(例えば１０ＬＸ)以下(ステップＳ44)でＬＥＤ群２０が点灯されるように、調光型ＬＥＤ照明器具１００の設置されている環境で有効な点灯時間の閾値を選択する(ステップＳ42)。このときのステップＳ41〜Ｓ44の機能は、第４の点灯制御部(請求項２では第１の点灯制御部)を構成している。
【００５６】
ステップＳ43又はステップＳ44で３０ＬＸ以下か１０ＬＸ以下かの一方が選択された後に、その選択された感度(閾値)で人感検知が実行される(ステップＳ45)と、予め設定した状態での設定調光点灯を行う(ステップＳ46)。ここでの設定調光は、ＰＤタッチによって、例えば１０％、２５％、５０％、１００％からのいずれかの明るさレベルに設定が可能である(但し、初期設定は１００％としてある)。
【００５７】
ステップＳ46の設定調光点灯の開始と共にタイマがスタートする(ステップＳ47)。タイマ時間は、例えばロータリスイッチを用いて設定可能であり、タイマ設定時間として例えば１．５，１０，２０，３０，４０，５０，６０分が選択可能となっている。
【００５８】
そして、ステップＳ48で、マイコン内の人感用タイマがスタート(ステップＳ47)してから設定したタイマ時間に達したか否かを判定する。ステップＳ48で、タイムアップする前に近くに人が居ると人感検知が行われる(ステップＳ50)と、マイコンがリトリガされ、そのタイミングでタイマがリセットされて(ステップＳ51)、設定調光点灯が継続可能とされる。このときのステップＳ40〜Ｓ48，Ｓ50及びＳ51の機能は、第５の点灯制御部(請求項２では第２の点灯制御部)を構成している。
【００５９】
ステップＳ48でタイムアップしていれば、照明負荷としてのＬＥＤ群２０を消灯する(ステップＳ49)。このときのステップＳ48及びＳ49の機能は、第６の点灯制御部(請求項２では第３の点灯制御部)を構成している。
【００６０】
そして、ユーザがＰＤタッチを行う(ステップＳ52)と、ＰＤタッチの４０ごとにリング式に例えば２５％，５０％，１００％の調光レベル設定が順次に選択され(ステップＳ53)、選択された明るさで調光点灯が持続されることになる(ステップＳ54)。このときのステップＳ52〜Ｓ54の機能は、点灯状態設定部を構成している。
【００６１】
図５は図４におけるＰＤタッチルーチンＳ52のフローチャートの一例を示している。図５のフローチャートは、図３のＰＤタッチルーチンＳ13と同様であるので、図５の各ステップの符号を図３の各ステップの符号と同じにして説明を省略している。
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１及び図４の実施形態の構成例と同じであるため、図示を省略する。
【００６２】
本第３の実施形態が第１及び第２の実施形態と異なる点は、ＬＥＤ群２０の調光レベルの切替えや、ＬＥＤ群２０の点灯時及び消灯時の急激な輝度の変化を徐々に変えるような制御を行う点である。
【００６３】
制御部３０の制御動作について説明する。
制御部３０におけるマイコンＩＣ3は、ＬＥＤ群２０が点灯する時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御する。最初はデューティ比５％程度から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるいわゆるフェードインの点灯方式で点灯を行い、消灯時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウト方式で消灯するものである。
【００６４】
人感検知に基づくＬＥＤの設定調光点灯は、周囲がある程度暗い状態で点灯されるため、急に点灯すると眩しく感じるのを防ぐために徐々に設定された明るさに達するようにフェードインを実施することが好ましい。このフェードインは、周知のパルス幅変調(ＰＷＭ)のデューティ比を徐々に高くしていくことによって可能である。ＬＥＤの消灯動作についても、前述のフェードインと同様な技術を用いて徐々に消灯するフェードアウトを実施することが好ましい。
【００６５】
人感切替点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が高い照度に切り替わる時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御するもので、コマンドに基づいて最初は低いデューティ比から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるフェードイン点灯を行い、低い照度に切り替わる時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウトの減灯を行うよう照明用ＬＥＤ群２０を制御する。
【００６６】
人感点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が点灯する時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御するもので、コマンドに基づいて最初は低いデューティ比から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるフェードイン点灯を行い、消灯に切り替わる時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウトの消灯を行うよう照明用ＬＥＤ群２０を制御する。
【００６７】
[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１２に示すスイッチ構成以外は図１及び図４の実施形態と同様であるため、図示を省略する。
本第４の実施形態が第１乃至第３の実施形態と異なる点は、照度センサの外光取り入れ口を指で塞ぐＰＤタッチに代えて、プッシュスイッチ等の機械的スイッチの押下に基づき照明用ＬＥＤ群の点灯設定輝度を変更するコマンドを生成する制御を行う点にある。
【００６８】
具体的には、図１２に示すように制御部３０のマイコンＩＣ3の周辺に機械的スイッチＳＷ4を配設した構成とする。すなわち、直流電源端子Ｖ5と基準電位点(アース)GNDとの間に抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4とを直列に接続し、抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4の接続点の電圧をマイコンＩＣ3の入力端子の１つに入力する構成とし、機械的スイッチＳＷ4をオン又はオフにすることによって、抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4の接続点からローレベル又はハイレベルの制御信号をコマンドとして出力させる。
【００６９】
制御部３０の制御動作について説明する。
人感切替点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が低い所定輝度で点灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い所定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の低い所定輝度で点灯するように制御し、かつ、機械的スイッチの操作に基づき照明用ＬＥＤ群２０の前記低い所定輝度を変更するコマンドを生成する制御動作を行う。
【００７０】
また、人感点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が消灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い所定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の消灯状態とするように制御し、かつ、機械的スイッチの操作に基づき照明用ＬＥＤ群２０の前記高い所定輝度を変更するコマンドを生成する制御動作を行う。
【００７１】
このように、照度センサとは別に設けた機械的スイッチの操作を行うことによって、周囲の光の影響を受ける虞がなくＬＥＤ群の点灯設定輝度を変更するコマンドを容易に生成することが可能である。
【００７２】
以上述べた本発明の実施形態によれば、外部の赤外線リモコン等を利用せず、また、特別な部品を追加することなく、さらに光利用のため電気的な配線を必要とすることなく、直接、照明器具に内蔵された周辺環境照度センサの採光部を一定時間指でタッチするだけで、所望の指令をＬＥＤ照明器具に伝えることができる。照度センサ採光部の外表面(壁面など)には電気を利用する部品はなく、遮光操作に基づく照度変化を利用したスイッチング動作を行うので、水に濡れた手であっても指操作(ＰＤタッチ)が安全に行える利点もある。また、設定照度の変更指示を、ＰＤタッチに代えて、機械的スイッチを用いて行う構成とすれば、照度センサ用のＰＤタッチによる利点はなくなるが、周囲の光の影響を受けにくいために制御用のマイコンのプログラムを簡素化できる利点がある。ＬＥＤの調光点灯は照明器具に内蔵された既設の人感センサと照度センサを用いて人感切替点灯式または人感点灯式で制御でき、消費電力の低減及び部品コストの低減を図ることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…電源部、２０…照明用ＬＥＤ群、３０…制御部、４０…センサ部、ＩＣ3…マイコン、ＩＣ4…照度センサ、ＰＥＤ…人感センサ、１００…調光型ＬＥＤ照明器具。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具内の人感センサと周辺環境照度センサを利用して点灯時の明るさを切り替えて点灯させることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤに流れる電流値を変えずに電流を流す期間をコントロールすることでＬＥＤの点灯輝度を可変するパルス幅変調(ＰＷＭ)による制御技術は周知であり、この技術を応用したＬＥＤ照明器具は既に市販されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３１０９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
市販されているＬＥＤ照明器具の点灯時の明るさを変えたい時は、一般に赤外線リモコン等の操作にて行われている。このため、照明器具の近辺に常時赤外線リモコンを用意して置かなければならないという不便さがあった。
【０００５】
この問題を解消するために、本発明は、照明器具内に実装されている人感センサと周辺環境照度センサを利用して、ＬＥＤの点灯時の明るさを切り替えて点灯させることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。さらに、本発明は、点灯時の明るさを切り替える際、赤外線リモコン等の器具を用いることなく、機器組み込みの照度センサ等々の部品を利用して指示して簡単に照明器具の点灯時の明るさを切り替えることが可能な調光型ＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による調光型ＬＥＤ照明器具は、少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の低い輝度で点灯させる第１の点灯制御部と、前記所定の低い輝度で点灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の前記所定の低い輝度で点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備したものである。
【０００７】
本発明の他の態様による調光型ＬＥＤ照明器具は、少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、前記人感センサによって人を検知しないときは、前記照明用ＬＥＤ群を消灯状態とさせる第１の点灯制御部と、前記照明用ＬＥＤ群が消灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の消灯状態に戻す第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、ユーザ操作に基づいて前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、を具備したものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成の一例を示す図。
【図２】第１の実施形態の人感切替点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における制御部であるマイコンの制御プログラムを説明するフローチャート。
【図３】図２におけるＰＤタッチのルーチンを説明するフローチャート。
【図４】本発明の第２の実施形態の人感点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における制御部であるマイコンの制御プログラムを説明するフローチャート。
【図５】図４におけるＰＤタッチのルーチンを説明するフローチャート。
【図６】図６乃至図１１は既出願の照度センサによる照明点灯制御方法を説明する図であり、図６は照明器具における一般的な外光取り入れ口の構成例を示す図。
【図７】フォトダイオードを利用した照度センサの照度対光電流の特性を示す図。
【図８】フォトダイオードを利用した照度センサの照度計測回路の構成を示す図。
【図９】フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、照度変化特性を示す図。
【図１０】フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、詳細な照度変化特性を示す図。
【図１１】照度センサの照度変化特性から、センサ正面を人体や物体が比較的長時間塞いだような状態と区別して、外光取り入れ口を人が操作目的で指で塞いだ状態を識別判定する方法の一例を説明する図。
【図１２】本発明の第４の実施形態を実現するための機械的スイッチの接続構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図６乃至図１１は、以下に述べる本発明の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の基礎となる技術を説明する図である。図６は従来の構成例でもあるが、本発明の第１の実施形態においても、一般的な構成例として採用している。この基礎となる技術は、ＬＥＤに流す電流のパルス幅のデューティ比を変えて調光制御する際に、照度センサの外光取り入れ口(採光部とも呼ぶ)を指先で一定時間押さえ、照度センサに外光を遮蔽する行為を行うことによって調光指令とする例も含んでいる（ＰＤタッチと呼称し、本技術は特願２０１０−２２９０２２号明細書(未公開)に記載されている）。
【００１０】
図６において、(a)は照明器具の正面図の一部を示し、(b)は(a)のＡ−Ａ線断面図を示している。外光は化粧板５２に空けた丸穴に挿着された外光導入ガイド５１を通過してプリント基板５３上の照度センサＩＣ4に受光される。
【００１１】
図７はフォトダイオードを利用した照度センサの照度対光電流の特性を示す。照度センサＩＣ4の出力端子に図８のように抵抗ＲLを接続し、照度センサＩＣ4のカソードを電源Ｖddに接続すると、抵抗ＲLの両端には周辺照度に比例した出力が発生し、この出力をマイコンＩＣ3のＡＤ変換入力端子に接続する。
【００１２】
実際の照明器具では図６に示すように照度センサＩＣ4が取り付けられており、照度センサＩＣ4の上部に円柱形のアクリル樹脂５１が装着され、照明器具の外部の周辺の光が照度センサＩＣ4に取り込まれるようになっている。円柱形のアクリル樹脂５１を含む外光取り込れ口の上部を指等で塞ぐと図９のように照度センサＩＣ4の出力は大きく変化する。
【００１３】
マイコンＩＣ3のＡＤ変換サイクル(ＡＤ変換のサンプリング周期と同義)をＴad秒とすると１秒間に１／Ｔad回照度センサＩＣ4の出力がＡＤ変換される。図１０は、フォトダイオードを利用した照度センサの外光取り入れ口を指で塞いだ際の、照度変化特性の状態を示している。同図で‘イ’の状態が照度センサＩＣ4を指で塞ぐ前の状態とし、‘ロ’が完全に塞がれて照度センサの出力が最低値を示す状態で、‘ハ’は指が離され元の状態に戻った状態を示す。
【００１４】
‘イ’の状態から一定以上の電圧変化が発生したら、照度センサの外光取り入れ口が指で塞がれ、その後外光取り入れ口の状態が元に復帰された状態をマイコンＩＣ3のＡＤ変換値を処理しその結果を見ることによって、なんらかの動作を指示する指令信号とすることができる。このようにすれば、照明器具に操作用のツマミ類が無くても、指操作に基づく照度センサ出力の独特の変化特性(図９参照)から、照明器具の点灯状態を変化させる指令(コマンド)となる制御信号を得ることが可能となる。
【００１５】
図１０からも分かるように、各サイクル毎のＡＤ変換データを比較しただけでは．ゆっくりとした照度センサの出力変化を判断できない。そこで、ＡＤ変換データをｎ個保持する即ち、現時点ｔ＝０時からｔ＝ｎ／Ｔad前の過去のＡＤ変換データまでをマイコンＩＣ3のＲＡＭ領域に記憶させて、毎サイクル毎に１つ前のサイクルの古いデータを順送りにシフトして上書きする。このようにすれば、常に現時点からｎ／Tad時間前までのｎ個のデータが保存される。ここで各サイクル毎にｔ＝０とｔ＝−ｎ／Ｔadの両端のデータを比較して両端のデータの差が一定値を超せば、照度センサＩＣ4の出力が急変したと判断することが可能である。外光取り入れ口を人が操作目的で比較的短時間指で塞いだ時は、照度センサＩＣ4の出力が急変するので、これによって人が操作目的で外光取り入れ口を指で塞いだと判定可能であることを、図１１を参照しながら以下に説明する。
【００１６】
図１１は、照度センサの照度変化特性から、センサ正面を人体や物体が比較的長時間塞いだような状態と区別して、外光取り入れ口を人が操作目的で指で塞いだ状態を識別判定する方法の一例を説明する図である。今、照度センサの外光取り入れロに指を近づけた時点を(1)とすると、この時点ではＡＤ変換データをｎ個保持する期間(即ち、ｔ＝０とｔ＝−ｎ／Ｔad)の両端のデータの差は殆ど無い。更に指が外光取り入れ口に近づき、照度センサの出力が大きく落ち込み始めた時点を(2)とすると、この時点での両端のデータの差も一定値以下だったとすると、マイコンＩＣ3の出力には変化が生じない(つまり、マイコンＩＣ3からは決められた指令を出力することはない)。更に、指が外光取り入れ口をほぼ完全に塞ぎはじめた時点を(3)とすると、この時点では両端のデータの差が一定値を越す。この時の−ｎ／Ｔad時のデータを保存しておく。またマイコンのタイマ機能を動作させて−ｎ／Ｔad時のデータとほぼ一致するまでの時間を計測する。外光取り入れ口の指が離れると照度センサＩＣ4の出力は復帰状態となる。図１１の(4)が復帰した時点とし、(3)から(4)間の経過時間が比較的短時間ｔ秒(例えば２秒)であれば、明らかに照度センサＩＣ4が指等で意識的に塞がれたと判定できる。このように、ＡＤ変換データ処理(センサ出力の急激な降下検出)と復帰までの経過時間の制約を満足したら、マイコンＩＣ3は照度センサＩＣ4が指で塞がれたと判断し、マイコンＩＣ3は決められた動作出力(指令信号)を立ち上げることになる。
【００１７】
即ち、照度センサＩＣ4の出力変動を現時点のＡＤ変換データとｎ／Ｔad時間前のＡＤ変換データとの差で検定することでその差が一定値を超えたとの判定と、所定のｔ秒程度の短時間で元の値に戻ったとの判定ができれば、操作目的の照度変化特性が検出されたとして所定のコマンドを立ち上げることが確実に行える。
【００１８】
このように、照度センサを利用してツマミ類を一切必要としないで、マイコンに調光指示等の命令入力(コマンド)を与えることができる照度センサによる照明点灯制御方法を実現することができる。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成の一例を示す図である。図１に示す調光型ＬＥＤ照明器具１００は、電源部１０と、照明用ＬＥＤ群２０と、マイコンを含む制御部３０と、センサ部４０とを備えている。
【００２０】
電源部１０は、交流直流変換回路１１と、安定化直流電圧生成回路１２と、定電圧電源生成回路１３とを備えている。
センサ部４０は、人感センサ回路４１と、照度センサ回路４２とを備えている。
【００２１】
電源部１０には、交流電源（ＡＣ）１００Ｖの交流電源入力端子０，１が配設され、かつ直流電源出力端子Ｖ27，Ｖ5，ＧＮＤが配設されている。ＧＮＤは基準電位点としてのグランド端子である。
交流直流変換回路１１は、交流電源(ＡＣ)１００Ｖを全波整流ダイオードブリッジＤＢにて全波整流して交流を直流に変換する回路である。ＡＣラインフィルタＬ1およびコンデンサＣ１はＥＭＩ(電磁干渉)除去フィルタである。ＺＮＲは雷等で発生する過電圧による電子部品保護のために用いられるサージ吸収素子である。
【００２２】
安定化直流電圧生成回路１２は、フライバックトランスＴＲを用いたスイッチングレギュレータ回路であって、スイッチング回路ＩＣ１内には高耐圧型のパワーＭＯＳトランジスタが内蔵され、トランスＴＲの１次側の直流電圧を約１００ＫＨｚでスイッチングしており、トランスＴＲの２次側のファーストリカバリダイオードＤ１で整流された直流電圧を定電圧ダイオードＺＤと該定電圧ダイオードのアノード側に直列接続されたフォトカプラＰＣにてスイッチング回路ＩＣ１の発信周波数を制御することによって定電庄ダイオードＺＤで設定された一定の直流電圧がトランスＴＲの２次側に得られる。この２次側の直流電圧は負荷となる照明用ＬＥＤ群２０の直列接続されたＬＥＤの数に応じて定電庄ダイオードＺＤを選択することによって得られる。例えば照明用ＬＥＤ群２０の１つのＬＥＤの順方向電圧Ｖｆの値が３．３Ｖの場合で８個直列接続されている場合は３．３×８＝２６．４Ｖの印加電庄が必要となる。この場合、定電庄ダイオードＺＤとして電圧２７Ｖを選択すればＴＲ２次側出力は２７Ｖとなり、ＬＥＤ群２０を点灯することが可能となる。トランスＴＲの１次側のダイオード回路Ｄ２は、高耐圧のファーストリカバリーダイオードと２００Ｖの定電庄ダイオードが各々のカソード同士が直接接続されて構成されており、スイッチング回路ＩＣ１のパワーＭＯＳトランジスタがオフ時にトランスＴＲの１次側に発生する電磁エネルギーによって当該パワーＭＯＳトランジスタが破壊されるのを防止するためのパワークランパとして機能する。
【００２３】
定電圧電源生成回路１３は、マイコンＩＣ3，人感センサ回路４１，及び照度センサ回路４２に定電圧電源を供給するための電圧生成回路である。ＩＣ２はプログラマブル・シャント・レギュレータであって、トランジスタＱ１のベース電圧を５Ｖに設定することでトランジスタＱ１の出力としてほぼ５Ｖの定電圧を得て、上述の３つの回路(ＩＣ3，４１，４２)に対する電源としている。
【００２４】
照明用ＬＥＤ群２０は、複数個直列に接続されたＬＥＤの組が一組以上並列接続されたＬＥＤ群と、これらの並列接続ＬＥＤ群に直列に接続したスイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ2とを含んで構成されている。なお、ＬＥＤ群２０は１つのＬＥＤであってもよい。スイッチングトランジスタＱ2は例えばパワーＭＯＳトランジスタが用いられる。パワーＭＯＳトランジスタは直接マイコンＩＣ3でドライブできるメリットがある。
【００２５】
スイッチング素子としてのスイッチングトランジスタＱ2は照明用ＬＥＤ群２０の明るさを制御するためのトランジスタであって、トランジスタＱ2のゲートに供給するスイッチングパルス幅のデューティ比を可変することにより、明るさを可変即ち調光したり、後述のフェードイン点灯、またはフェードアウト点灯を行うことができる。
【００２６】
制御部３０は、マイコンＩＣ3と、マイコンＩＣ3に接続されていて、人感センサＰＥＤでスイッチオンする閾値の点灯照度を切り替えるためのスイッチＳＷ2と、マイコンＩＣ3に接続されていて、人感センサＰＥＤが人を検知後にＬＥＤ群２０を点灯させるタイマー時間の切り替えを行うためのスイッチＳＷ3とを備えている。マイコンＩＣ3には、人感センサ出力信号と照度センサ出力信号が直接人力されている。マイコンＩＣ3では、人感信号の有意性や照度センサの出力値の判定のため各入力はＡＤ変換され、所定の閾値と比較される。スイッチＳＷ2は点灯照度切替えスイッチであって、ＬＥＤ点灯照度の閾値を外部操作スイッチを用いて切り替え可能としている。スイッチＳＷ2がオン時は周辺環境照度が明照度の所定値(例えば３０ＬＸ)以下でＬＥＤを点灯させるように設定し、オフの場合は、暗照度の所定値(例えば１０ＬＸ)以下でＬＥＤを点灯させるように設定することにより、ユーザはＬＥＤ照明器具の設置される環境に応じて二種類の暗さレベルを表す有効な閾値を選択することができる。
【００２７】
スイッチＳＷ3は人感センサＰＥＤが人を検知したときのＬＥＤ点灯時間を選択するスイッチであって、本実施形態では例えば４ビットのデジタル型ロータリースイッチを使用した場合を示している。なお、点灯時間の設定は、デジタル型ロータリースイッチのほかに、可変抵抗器ＶＲであったり、スライドスイッチを使用して一定の時間を選択する方法もある。
【００２８】
制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が低い輝度で点灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い一定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の低い輝度で点灯するように制御する点灯制御部と、照度センサＩＣ4の出力を監視し、その出力が急変することを捉えて照明用ＬＥＤ群２０の前記低い輝度を変更するコマンドを生成する点灯状態設定部と、を備えている。
【００２９】
人感センサ回路４１は焦電センサを用いて構成されている。人感センサＰＥＤとしての焦電センサは人体の放出する赤外線を選択的に取り込み、その結果センサに発生した電荷を電流に変え、内部に実装された電界効果トランジスタ(ＦＥＴ)で電圧変換された信号を２段の増幅部で６０〜７０ｄｂ程度増幅し、その出力はマイコンＩＣ3のＡＤ変換人力端子に接続される。
【００３０】
人感センサＰＥＤは、第１〜第３の３本の端子を備えており、第１の端子には前記定電圧電源生成回路１３の出力端子Ｖ5の出力電圧を抵抗Ｒ8を介して接続し、第２の端子には基準電位ＧＮＤのラインが接続し、第３の端子からは、熱線を検出した時にこれに対応した微弱な検知電圧がセンサ出力として出力される。センサ出力は、抵抗Ｒ9と、抵抗Ｒ10及びコンデンサＣ6の並列回路からなる入力回路を経てオペアンプＯＰ1，コンデンサＣ8，Ｃ7，抵抗Ｒ12，Ｒ11からなる第１段増幅部で増幅され、さらにコンデンサＣ9，抵抗Ｒ13，オペアンプＯＰ2，コンデンサＣ10，抵抗Ｒ14，抵抗Ｒ15，抵抗Ｒ16からなる第２段増幅部で増幅されることによって数千倍に増幅出力される。
【００３１】
照度センサ回路４２はフォトダイオードと電流増幅回路を有するＩＣ型照度センサＩＣ4を利用した回路であって、照度センサＩＣ4の負荷の抵抗ＲＬの両端の電圧は先述のマイコンＩＣ3のＡＤ変換人力端子に接続される。照度センサＩＣ4は周辺の明るさが明るい程センサの出力電流が増加するタイプである。
【００３２】
調光型ＬＥＤ照明器具１００は、マイコンＩＣ3の接続されたスイッチＳＷ１がオフの場合、人感センサ回路４１の人感出力有りで照明用ＬＥＤ群２０の点灯輝度が予め設定された低い所定輝度から高い所定輝度に切り替えられるものである。
【００３３】
照度センサ回路４２の出力が明照度の所定値(例えば３０ＬＸ)以下になった時点で設定された明るさ(輝度)でＬＥＤ群２０が点灯する。例えば照明用ＬＥＤ群２０がデューティ比２５％の明るさで点灯しているとき、人感センサ回路４１で人を検知すると、ＬＥＤ群２０がデューティ比１００％の明るさで、マイコンＩＣ3に接続されたスイッチＳＷ3で設定されたタイマ時間だけ点灯し、タイムアップ後再び元の２５％の明るさで点灯する。３０ＬＸ以下で常時点灯するＬＥＤ群２０の明るさは照度センサ回路４２の照度センサの外光取り入れ口(即ち照度センサ用採光部)を指で一定時間押さえること(ＰＤタッチ)で変更可能であり、変更後のＬＥＤ群２０の点灯輝度を確認して変更を容易に完了することができる。
【００３４】
次に、図２及び図３を参照してマイコンの制御動作を説明する。
図２は第１の実施形態の人感切替点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における、制御部としてのマイコンの制御プログラムのフローチャートの一例を示している。
まず、１５秒間、全点灯するウォーミング(白色点灯)を行う(ステップＳ1)。
【００３５】
次に、ウォーミング後、予め設定されている調光レベルによる最終記憶調光点灯を一定時間行う(ステップＳ2)。このときのステップＳ2の機能は第１の点灯制御部を構成している。ここで、最終記憶調光点灯とは、ＬＥＤ照明器具を購入して初めての電源投入時(初期状態)では１００％点灯するが、本制御フローを少なくとも一巡する過程でＰＤタッチによる電源投入後の常時の照明用ＬＥＤ群２０の点灯明るさを調光設定して点灯させるとき(例えば常夜灯として使用するとき)には、マイコンＩＣ3内のメモリにはＰＤタッチに基づいた指示によって調光設定レベルを例えば２５％点灯の明るさレベルに設定して調光点灯することができる。調光設定とは、ＰＤタッチによりワンタッチごとに、例えば１０％、２５％、５０％、１００％から順にいずれかの明るさレベルが設定可能である(但し、購入時の初期設定は１００％としてある)ことをいう。
【００３６】
このように電源投入時に予め設定してある例えば２５％点灯で設定調光点灯した状態で、次のステップＳ3に移行する。ステップＳ3では、点灯照度切替えスイッチＳＷ2で人感動作を開始するために必要な暗さの周辺環境照度(閾値)を複数個(図では２つ)の中から適宜に切り替える設定を行う。
【００３７】
点灯照度切替えスイッチＳＷ2がオンに設定された時は、周辺環境照度が明照度の所定値(３０ＬＸ)以下(ステップＳ4)で照明用ＬＥＤ群２０を点灯させ、スイッチＳＷ2がオフに設定された時は、周辺環境照度が暗照度の所定値(１０ＬＸ)以下(ステップＳ5)でＬＥＤを点灯させるように、ＬＥＤ照明器具１００の設置される環境で有効な閾値の照度を選択できる。
【００３８】
ステップＳ4又はステップＳ5で明照度所定値以下か暗照度所定値以下かの一方が選択された後に、その選択感度(閾値)で人感検知が行われる(ステップＳ6)と、ステップＳ2での低い輝度点灯(例えば２５％調光点灯)の状態から高い輝度点灯(例えば調光１００％点灯)に切り替わる(ステップＳ7)。
【００３９】
ステップＳ7の調光１００％点灯の実行と同時にタイマがスタートする(ステップＳ8)。このときのタイマ時間は、例えばロータリスイッチを用いて設定可能であり、タイマ設定時間としては例えば１，５，１０，２０，３０，４０，５０，６０分のいずれかが選択可能となっている。
【００４０】
そして、ステップＳ9で、人感検知時にタイマがスタートしてから予め設定したタイマ時間に達したか否かを判定する。ステップＳ9で、タイムアップする前の状態で人が近くに居ると、人感センサは人感検知を行い(ステップＳ11)、これによってマイコンはリトリガされて、再度タイマをリセットして(ステップＳ12)、調光１００％点灯を持続可能とする。このときのステップＳ3〜Ｓ9，Ｓ11及びＳ12の機能は、第２の点灯制御部を構成している。
【００４１】
ステップＳ9で、タイムアップしていれば、照明負荷としてのＬＥＤ群２０を元の設定調光状態である低い輝度での点灯(２５％調光点灯)に戻す(ステップＳ10)。このときのステップＳ9及びＳ10の機能は、第３の点灯制御部を構成している。
【００４２】
一方、ステップＳ4，Ｓ5で周辺照度が予め設定した閾値の照度以下になっていない状態では、ＬＥＤは消灯する。ユーザによるＰＤタッチがなされると(ステップＳ13)、ステップＳ14の動作へ進む。ステップＳ14での動作は、ＰＤタッチ前の設定調光レベルから調光リングに従いワンステップ分ずつの調光切り替えが行われる。例えば現時点の低い輝度点灯(２５％調光点灯)から高い輝度点灯(５０％調光点灯)に切り替えられて、その切り替えられた調光点灯で点灯する(ステップＳ15)。このときのステップＳ13〜Ｓ15の機能は、点灯状態設定部を構成している。なお、ステップＳ17では、ＰＤタッチが所定時間内であれば、ＰＤタッチの度にリング式に例えば２５％，５０％，１００％が順次に選択され、選択された明るさで点灯させることも可能である。
【００４３】
図３は図２におけるＰＤタッチルーチンＳ15のフローチャートの一例を示している。このフローチャートは、図１１の説明に関連した動作である。
現時点のＡＤ変換データの値と現時点から−１０／Ｔad前のＡＤ変換データの値(Ｔad：ＡＤ変換のサンプリング周期)とのＡＤ電圧差が、０．５Ｖより小さいか否かを判定する(ステップＳ21)。ステップＳ21でノーであれば、ＡＤ電圧差が０．５Ｖ以上あり、照度センサＩＣ4の出力が急変したことを表しているから、ステップＳ22〜Ｓ27のＰＤ成功を判定するループを巡回して、ステップＳ27からステップＳ22に戻ったところでＰＤ成功が確認されれば、ＰＤタッチ成功(イエス)として、ステップＳ28に移行してＰＤフラグを1とし、ステップＳ29へ進む。なお、ステップＳ21でＡＤ電圧差が、０．５Ｖより小さければ、照度センサ出力が急変していない即ちＰＤタッチではないとして、図２のメインフローへリターンする。
【００４４】
ステップＳ29では、照度センサの外光取り入れ口での光の具合による照度センサに対する影響を防ぐために、１．５秒間は照度センサの検知動作を停止(マスキング)し、かつＰＤタッチによる指操作の判定に用いるためにメモリ保存していた照度値の１０個分のＡＤ変換サンプリング値をリセットする。そして、図２のメインフローへリターンする。
【００４５】
一方、ステップＳ22でＰＤタッチが不成立であれば、ステップＳ23へ進む。ステップＳ23では現在のＡＤ変換値の電圧が０．３Ｖより小さいか否かを判定する。０．３Ｖは図１１に示したＰＤタッチ時の照度変化特性のセンサ出力値の凹状曲線の底部電圧に相当する値であり、現在のＡＤ変換値が０．３Ｖより小さいときはＰＤタッチが正常に行われているので、現在操作している人が人感検知されるかどうかを確認するために人感センサによる人感検知を行った後に次ステップＳ25へ進む。
【００４６】
ステップＳ25で、人感検知が行われると、現時点のＡＤ変換値が現時点から１０個前のＡＤ変換値よりも５回連続して大きいことを確認する(ステップＳ28)。ステップＳ28では、図１１のＰＤタッチ特性グラフから分かるように、その照度変化特性曲線(横軸に時間、縦軸に照度センサ値をとった凹状曲線)の凹底部の時点から時間経過と共に上がっていく特性部分(元の照度レベルに戻る部分)にきていることが分かるので、図３に示すフロー上のステップＳ25をＳ27，Ｓ22〜Ｓ24を通るループで複数回巡回する過程で、現在のＡＤ変換値＞１０個前のＡＤ変換値 の関係を５回連続して確認している(ステップＳ28)。
【００４７】
ステップＳ25で５回連続の成立が確認できれば、ＰＤタッチが成功した(ステップＳ26)とし、次のＰＤタッチ処理における経過時間ｔ(ここでは２秒に設定している、図１１におけるｔに同じ)を経過したか否かを判定し(ステップＳ27)、２秒経過していれば、図２のメインフローへリターンする。
【００４８】
さて、本発明の実施形態では、周囲に人が居るか否かを検知する人感センサを備え、この人感センサの検知動作を周囲環境照度に基づいて制御するために照度センサが設けられている。
調光型ＬＥＤ照明器具が低い照度で点灯している状態で、人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は人感センサが照明負荷を高い輝度で点灯(例えば１００％点灯)し、所定時間経過後は元の低い輝度で点灯できるように制御する。すなわち、電源スイッチのオンで、照明負荷であるＬＥＤを予め設定した低照度の点灯(例えば２５％点灯)の状態で点灯し、人が来たことを人感センサで検知したときにＬＥＤ群を１００％点灯の明るさで点灯させ、所定のタイマ時間を経過すると元の低輝度の点灯状態に戻るように制御する。この制御方法のことを、第１の点灯状態(例えば２５％点灯)から、人感検知時に第２の点灯状態(１００％点灯)に切り替えるということから人感切替点灯式と呼ぶ。この制御方式は、夜間などの照明、例えば、常夜灯として利用することができるものである。
【００４９】
或いは、もう１つの制御方式として、人感センサは周囲環境照度がある照度値以下で人を検知する人感検知動作を開始できるように制御されていて、人が居ないときは人を検知せず照明負荷であるＬＥＤを消灯状態のままとし、人が来て人感検知したときにＬＥＤを予め設定した設定状態の明るさで所定時間点灯させ、所定時間経過後は元の消灯状態に戻るように制御する。この制御方式を、人感で点灯，消灯するということから人感点灯式と呼ぶ。
【００５０】
[第２の実施形態]
本発明の第２の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１の第１の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例と同じであるため、図示を省略する。
【００５１】
本第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の調光型ＬＥＤ照明器具の制御動作が人感切替点灯式であったのに対して、本第２の実施形態の調光型ＬＥＤ照明器具の制御動作は人感点灯式となっていることである。従って、本第２の実施形態と第１の実施形態とは、制御部であるマイコンの制御プログラムが互いに異なってくる。
【００５２】
制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が消灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い一定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の消灯状態とするように制御する点灯制御部と、照度センサの出力ＩＣ4を監視し、その出力が急変することを捉えて照明用ＬＥＤ群２０の前記高い一定輝度を変更するコマンドを生成する点灯状態設定部と、を備えている。
【００５３】
制御部３０の制御動作について説明する。
制御部３０におけるマイコンＩＣ3に接続されたスイッチＳＷ１をオンにすると、常時ＬＥＤ群２０は消灯していて、人感センサ回路４１で人を検知し、制御部３０のスイッチＳＷ２で予め選択されている点灯照度以下であれば、ＬＥＤ群２０が点灯する。このとき、ＬＥＤ群２０の点灯は予め選択されたＰＷＭパルスのデューティ比で点灯、つまり調光点灯する。その明るさを変更したければ ＰＤタッチで指示すると、調光度(明るさレベル)がリング式に順次に容易に変更できる。このとき変更後のＰＷＭパルスデューティ比が次回以降再現される。
【００５４】
ＬＥＤ群２０の点灯時間はスイッチＳＷ３で選択されたタイマ時間だけ点灯し、タイムアップ後は消灯する。
【００５５】
図４は第２の実施形態の人感点灯式の調光型ＬＥＤ照明器具における、制御部としてのマイコンの制御プログラムのフローチャートの一例を示している。
まず、ステップＳ41で、全点灯を１５秒間実施後に全消灯するウォーミング(白色点灯)を行う。
そして、点灯照度切替えスイッチＳＷ2によって、スイッチＳＷ2がオンしているときは周辺環境照度が明照度所定値(例えば３０ＬＸ)以下(ステップＳ43)でＬＥＤ群２０が点灯され、スイッチＳＷ2がオフしているときは、周辺環境照度が暗照度所定値(例えば１０ＬＸ)以下(ステップＳ44)でＬＥＤ群２０が点灯されるように、調光型ＬＥＤ照明器具１００の設置されている環境で有効な点灯時間の閾値を選択する(ステップＳ42)。このときのステップＳ41〜Ｓ44の機能は、第４の点灯制御部(請求項２では第１の点灯制御部)を構成している。
【００５６】
ステップＳ43又はステップＳ44で３０ＬＸ以下か１０ＬＸ以下かの一方が選択された後に、その選択された感度(閾値)で人感検知が実行される(ステップＳ45)と、予め設定した状態での設定調光点灯を行う(ステップＳ46)。ここでの設定調光は、ＰＤタッチによって、例えば１０％、２５％、５０％、１００％からのいずれかの明るさレベルに設定が可能である(但し、初期設定は１００％としてある)。
【００５７】
ステップＳ46の設定調光点灯の開始と共にタイマがスタートする(ステップＳ47)。タイマ時間は、例えばロータリスイッチを用いて設定可能であり、タイマ設定時間として例えば１．５，１０，２０，３０，４０，５０，６０分が選択可能となっている。
【００５８】
そして、ステップＳ48で、マイコン内の人感用タイマがスタート(ステップＳ47)してから設定したタイマ時間に達したか否かを判定する。ステップＳ48で、タイムアップする前に近くに人が居ると人感検知が行われる(ステップＳ50)と、マイコンがリトリガされ、そのタイミングでタイマがリセットされて(ステップＳ51)、設定調光点灯が継続可能とされる。このときのステップＳ40〜Ｓ48，Ｓ50及びＳ51の機能は、第５の点灯制御部(請求項２では第２の点灯制御部)を構成している。
【００５９】
ステップＳ48でタイムアップしていれば、照明負荷としてのＬＥＤ群２０を消灯する(ステップＳ49)。このときのステップＳ48及びＳ49の機能は、第６の点灯制御部(請求項２では第３の点灯制御部)を構成している。
【００６０】
そして、ユーザがＰＤタッチを行う(ステップＳ52)と、ＰＤタッチの４０ごとにリング式に例えば２５％，５０％，１００％の調光レベル設定が順次に選択され(ステップＳ53)、選択された明るさで調光点灯が持続されることになる(ステップＳ54)。このときのステップＳ52〜Ｓ54の機能は、点灯状態設定部を構成している。
【００６１】
図５は図４におけるＰＤタッチルーチンＳ52のフローチャートの一例を示している。図５のフローチャートは、図３のＰＤタッチルーチンＳ13と同様であるので、図５の各ステップの符号を図３の各ステップの符号と同じにして説明を省略している。
[第３の実施形態]
本発明の第３の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１及び図４の実施形態の構成例と同じであるため、図示を省略する。
【００６２】
本第３の実施形態が第１及び第２の実施形態と異なる点は、ＬＥＤ群２０の調光レベルの切替えや、ＬＥＤ群２０の点灯時及び消灯時の急激な輝度の変化を徐々に変えるような制御を行う点である。
【００６３】
制御部３０の制御動作について説明する。
制御部３０におけるマイコンＩＣ3は、ＬＥＤ群２０が点灯する時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御する。最初はデューティ比５％程度から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるいわゆるフェードインの点灯方式で点灯を行い、消灯時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウト方式で消灯するものである。
【００６４】
人感検知に基づくＬＥＤの設定調光点灯は、周囲がある程度暗い状態で点灯されるため、急に点灯すると眩しく感じるのを防ぐために徐々に設定された明るさに達するようにフェードインを実施することが好ましい。このフェードインは、周知のパルス幅変調(ＰＷＭ)のデューティ比を徐々に高くしていくことによって可能である。ＬＥＤの消灯動作についても、前述のフェードインと同様な技術を用いて徐々に消灯するフェードアウトを実施することが好ましい。
【００６５】
人感切替点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が高い照度に切り替わる時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御するもので、コマンドに基づいて最初は低いデューティ比から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるフェードイン点灯を行い、低い照度に切り替わる時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウトの減灯を行うよう照明用ＬＥＤ群２０を制御する。
【００６６】
人感点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が点灯する時、ＰＷＭパルスのオン・オフパルス幅のデューティ比を制御するもので、コマンドに基づいて最初は低いデューティ比から点灯させ、設定されたデューティ比までそのデューティ比を増加させるフェードイン点灯を行い、消灯に切り替わる時は逆に設定されたデューティ比から徐々にデューティ比を減じるフェードアウトの消灯を行うよう照明用ＬＥＤ群２０を制御する。
【００６７】
[第４の実施形態]
本発明の第４の実施形態に係る調光型ＬＥＤ照明器具の構成例は、図１２に示すスイッチ構成以外は図１及び図４の実施形態と同様であるため、図示を省略する。
本第４の実施形態が第１乃至第３の実施形態と異なる点は、照度センサの外光取り入れ口を指で塞ぐＰＤタッチに代えて、プッシュスイッチ等の機械的スイッチの押下に基づき照明用ＬＥＤ群の点灯設定輝度を変更するコマンドを生成する制御を行う点にある。
【００６８】
具体的には、図１２に示すように制御部３０のマイコンＩＣ3の周辺に機械的スイッチＳＷ4を配設した構成とする。すなわち、直流電源端子Ｖ5と基準電位点(アース)GNDとの間に抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4とを直列に接続し、抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4の接続点の電圧をマイコンＩＣ3の入力端子の１つに入力する構成とし、機械的スイッチＳＷ4をオン又はオフにすることによって、抵抗Ｒ20と機械的スイッチＳＷ4の接続点からローレベル又はハイレベルの制御信号をコマンドとして出力させる。
【００６９】
制御部３０の制御動作について説明する。
人感切替点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が低い所定輝度で点灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い所定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の低い所定輝度で点灯するように制御し、かつ、機械的スイッチの操作に基づき照明用ＬＥＤ群２０の前記低い所定輝度を変更するコマンドを生成する制御動作を行う。
【００７０】
また、人感点灯式の場合には、制御部３０は、照明用ＬＥＤ群２０が消灯している状態で、人感センサＰＥＤが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知すると、人を検知後の所定期間は照明用ＬＥＤ群２０を高い所定輝度で点灯し、所定時間経過後は元の消灯状態とするように制御し、かつ、機械的スイッチの操作に基づき照明用ＬＥＤ群２０の前記高い所定輝度を変更するコマンドを生成する制御動作を行う。
【００７１】
このように、照度センサとは別に設けた機械的スイッチの操作を行うことによって、周囲の光の影響を受ける虞がなくＬＥＤ群の点灯設定輝度を変更するコマンドを容易に生成することが可能である。
【００７２】
以上述べた本発明の実施形態によれば、外部の赤外線リモコン等を利用せず、また、特別な部品を追加することなく、さらに光利用のため電気的な配線を必要とすることなく、直接、照明器具に内蔵された周辺環境照度センサの採光部を一定時間指でタッチするだけで、所望の指令をＬＥＤ照明器具に伝えることができる。照度センサ採光部の外表面(壁面など)には電気を利用する部品はなく、遮光操作に基づく照度変化を利用したスイッチング動作を行うので、水に濡れた手であっても指操作(ＰＤタッチ)が安全に行える利点もある。また、設定照度の変更指示を、ＰＤタッチに代えて、機械的スイッチを用いて行う構成とすれば、照度センサ用のＰＤタッチによる利点はなくなるが、周囲の光の影響を受けにくいために制御用のマイコンのプログラムを簡素化できる利点がある。ＬＥＤの調光点灯は照明器具に内蔵された既設の人感センサと照度センサを用いて人感切替点灯式または人感点灯式で制御でき、消費電力の低減及び部品コストの低減を図ることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０…電源部、２０…照明用ＬＥＤ群、３０…制御部、４０…センサ部、ＩＣ3…マイコン、ＩＣ4…照度センサ、ＰＥＤ…人感センサ、１００…調光型ＬＥＤ照明器具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、
前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の低い輝度で点灯させる第１の点灯制御部と、前記所定の低い輝度で点灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の前記所定の低い輝度で点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、
ユーザ操作に基づいて前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、
を具備したことを特徴とする調光型ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、
前記人感センサによって人を検知しないときは、前記照明用ＬＥＤ群を消灯状態とさせる第１の点灯制御部と、前記照明用ＬＥＤ群が消灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の消灯状態に戻す第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、
ユーザ操作に基づいて前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、
を具備したことを特徴とする調光型ＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記点灯状態設定部は、前記照度センサの出力を監視し、前記照度センサの出力が急変することを捉えて前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項１に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記点灯状態設定部は、前記照度センサの出力を監視し、前記照度センサの出力が急変することを捉えて前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項２に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記点灯状態設定部は、機械的スイッチの操作に基づき前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項１に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
前記点灯状態設定部は、機械的スイッチの操作に基づき前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項２に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項１】
少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、
前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の低い輝度で点灯させる第１の点灯制御部と、前記所定の低い輝度で点灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の前記所定の低い輝度で点灯させる第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、
ユーザ操作に基づいて前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、
を具備したことを特徴とする調光型ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
少なくとも１つのＬＥＤを含む照明用ＬＥＤ群を備え、周囲環境の照度を検出する照度センサと、人を検知する人感センサとを用いて、前記照明用ＬＥＤ群の照明光を制御するＬＥＤ照明器具であって、
前記人感センサによって人を検知しないときは、前記照明用ＬＥＤ群を消灯状態とさせる第１の点灯制御部と、前記照明用ＬＥＤ群が消灯している状態で、前記人感センサが周囲環境照度がある照度値以下で人を検知したとき、人を検知後の所定期間は前記照明用ＬＥＤ群を予め決めた所定の高い輝度で点灯させる第２の点灯制御部と、前記所定期間を経過後に前記照明用ＬＥＤ群を元の消灯状態に戻す第３の点灯制御部とを備えた点灯制御部と、
ユーザ操作に基づいて前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成する点灯状態設定部と、
を具備したことを特徴とする調光型ＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記点灯状態設定部は、前記照度センサの出力を監視し、前記照度センサの出力が急変することを捉えて前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項１に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記点灯状態設定部は、前記照度センサの出力を監視し、前記照度センサの出力が急変することを捉えて前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項２に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記点灯状態設定部は、機械的スイッチの操作に基づき前記所定の低い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項１に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
前記点灯状態設定部は、機械的スイッチの操作に基づき前記所定の高い輝度を変更するためのコマンドを生成することを特徴とする請求項２に記載の調色型ＬＥＤ照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８４５１８（Ｐ２０１３−８４５１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５１８７（Ｐ２０１１−２２５１８７）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（５９６０２７９３３）株式会社中野エンジニアリング (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（５９６０２７９３３）株式会社中野エンジニアリング (9)
【Ｆターム（参考）】
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